Raffaella Balestrini Carlo Delconte Istituto di Ricerca ... · Tini Asta Rive alberate o erbacee...
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Tutti i nitrati vengono a galla. I fontanili tra acque sotterranee e superficiali
Raffaella BalestriniCarlo DelconteIstituto di Ricerca sulle Acque – CNR (Brugherio)
1
SQUARING THE CYCLE
OBIETTIVI
Misurare le variazioni stagionali idrologiche e chimiche dei fontanili
Stima dei carichi di azoto e fosforo che confluiscono alle acque superficiali a scala di bacino
Valutare il ruolo dei fontanili nel riciclo dei nutrienti dalleacque sotterranee a quelle superficiali
Monitoraggio intensivo di fontanili selezionati
Valutare gli effetti combinati dell’irrigazione e della fertilizzazione sulla portata e sulla qualità delle acque dei
fontanili
Struttura
Testa
FONTANILI
Tini
Asta
Rivealberate o erbacee
Corpi idrici semi-naturali alimentati dall’acqua sotterraneaGroundwater-dependent ecosystems (Direttiva Quadro)
Zona di transizione tra Alta e Bassa Pianura
Differente permeabilità dei sedimenti alluvionaliAlta Pianura – Alta conducibilità idraulicaBassa Pianura – Bassa conducibilità idraulica
Affioramento delle acque sotterranee
Adda watershedTicino watershed
Fiume Po
AREA DI STUDIO
fontanili
Alta Pianura
Media Pianura
Bassa Pianura
Adda watershedTicino watershed
Ticino: 25 fontanili
Adda: 28 fontanili
AREA DI STUDIO: selezione dei fontanili
Distribuzione geografica Comportamento idrologico Uso del suolo Accessibilità
Dati raccolti
o Portate stagionali
o NO3, NH4, PO4, Cl, SO4
o O2, pH e conducibilità
o Morfologia delle ripe
o Vegetazione in alveo e sulle ripe
o Substrato
o Numero di tini
o Numero di teste
o Uso del suolo agricolo
o Archivio fotografico
Adda: 28 fontanili, 4 stagioni
Ticino: 25 fontanili, 3 stagioniRIS
ULT
ATI Q
L s-1pH Cond
µS cm-1N-NH4µg L-1
P-PO4µg L-1
NO3mg L-1
SO4mg L-1
Clmg L-1
N 109 108 108 109 109 109 109 109
Media 75.3 7.53 571 9.8 12.0 27.7 33.9 18.2
Q L s-1
pH CondµS cm-1
N-NH4µg L-1
P-PO4µg L-1
NO3mg L-1
SO4mg L-1
Clmg L-1
N 72 71 72 73 73 73 73 73
Media 38.9 7.63 430 5.0 8.0 16.7 27.5 10.5
Composizione chimica
Classes (NO3 mg L‐1)
0 ‐1.99 oligotrofia
2 – 9.99 mesotrofiche
10 – 24.99 eutrofiche
25 – 39.99 eutrofiche
40 - 50 eutrofiche
>50 eutrofiche
Commissione Europea, 2011. Direttiva “Nitrati” (91/676/CEE). Stato e tendenze dell’ambiente acquatico e delle pratiche agricole. Guida alla stesura delle relazioni degli Stati membri
ISTAT DATA: 6th Agricultural Census 2010
Soana, Racchetti, Bartoli in preparation
RIS
ULT
ATI
Relazioni tra nutrienti e fattori ambientaliSurplus di N
• fontanili
N surplusKg ha-1 anno-1
SIARL: Sistema Informativo Agricolo della Regione Lombardia
Buffer circolare (diametro= 500m)
Uso del suolo agricoloR
ISU
LTAT
I
R² = 0.459p <0.001
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 20 40 60 80 100
N-N
O3
mg
L-1
% mais
R² = 0.686P<0.001
0.00
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
0.00 20.00 40.00 60.00 80.00
N-N
O3
mg
L-1% mais
ADDA TICINO
Relazioni tra nutrienti e fattori ambientali
Variazioni stagionali: portata e nitrati
a project funded by
AD
DA
TIC
INO
primavera estate autunno inverno-100
0
100
200
300
400
500
Port
ata
(L s
-1)
Mean Mean±SE Mean±SD
primavera estate autunno inverno0
2
4
6
8
10
12
14
N-N
O3 (
mg
l-1)
Mean Mean±SE Mean±SD
primavera estate inverno
0
50
100
150
200
250
Port
ata
(L s
-1)
Mean Mean±SE Mean±SD
primavera estate inverno0
2
4
6
8
N-N
O3 (
mg
l-1)
Mean Mean±SE Mean±SD
RIS
ULT
ATI
Stima dei carichi di azoto
250 fontanili
104 fontanili
TIC
INO
AD
DA
28% del carico
dell’Adda
29% del carico del
Ticino
Regime idrologico dei fontanili
a) TEMPORANEI con acqua dalla primavera inoltrata fino alla fine dell’estate
b) PERENNI CON MARCATE VARIAZIONI DI FLUSSO che aumenta dalla primavera fino all’estate e diminuisce in autunno e inverno CV%>60
c) PERENNI CON MODERATE VARIAZIONI DI FLUSSO che aumenta dalla primavera fino all’estate e diminuisce in autunno e inverno 30<(CV%)<60
d) PERENNI CON PICCOLE VARIAZIONI 10<(CV%)<30
ADDA
CV% = 0 ‐ 30
CV% = 30 ‐ 60CV% > 60
temporanei
FONTANILEPorzione superficiale dell’acquifero
FONTANILEPorzione superficiale dell’acquifero
TINOPorzione dell’acquifero a 5-10 m di profondità
TINOPorzione dell’acquifero a 5-10 m di profondità
CANALE IRRIGUOAcqua di origine fluvialeCANALE IRRIGUOAcqua di origine fluviale
[NO3-N] = 0.8 mg L-1
[NO3-N] = 4.6 mg L-1
[NO3-N] = 2.6 mg L-1
Influenza dell’irrigazione
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
0
200
400
600
800
1000
mg N‐NO
3L‐
1
Por
tata
L s
-1portataN-NO3 fontN-NO3 tino
0
20
40
60
80
100
0
200
400
600
800
1000
µg P
O4-
P L
-1
Por
tata
L s
-1
portata PO4 font PO4 tino
Influenza dell’irrigazione – fontanili con forti variazioni di portata
CV% > 60
Roggia MerlòRivolta d’Adda (CR)
Influenza dell’irrigazione – fontanili perenni con basse variazioni
8
10
12
14
16
18
20
0
20
40
60
80
100
120
140
N-N
O3
mg
L-1
Porta
ta L
s-1
portata N-NO3 font N-NO3 tino
0
2
4
6
8
10
0
50
100
150
200
N-N
O3
mg
L-1
Porta
ta L
s-1
portata N-NO3 font N-NO3 tino
CV% = 0 ‐ 30
Influenza del regime pluviometrico
0
50
100
150
200
250
Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Set Ott Nov Dic
mm
mes
e-1
2016 2017 2018
2016 = 773 mm anno-1
2017 = 669 mm anno-1
2018 = 1056 mm anno-1
Inverno 2017: 60 mm
Influenza del regime pluviometrico
20 L s-1
300 L s-1
NO384 mg L-1
27 mg L-1
PO4237 µg L-1
57 µg L-1
800 m
00
05
10
15
20
25
-10 -5 0 5 10 15 20 25 30
18
O v
s SM
OW
15N vs AIR
Liquami, Effluenti da fosse
settiche
Sostanza organica del
suolo
NH4 - NO3Fertilizzanti
sintetici
NH4-NO3Mineralizzazione
di fertilizzanti
nitrificationdenitrification
Caratterizzazione isotopica
R² = 0.659p=0.002
0
10
20
30
40
50
60
70
5 6 7 8 9 10 11 12 13
N-N
O3
δ 15N
Influenza del regime pluviometrico
0
20
40
60
80
100
0
200
400
600
800
1000
µg P
O4-
P L
-1
Porta
ta L
s-1
portata
N-NO3 font
N-NO3 tino
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
0
200
400
600
800
1000
mg N‐NO
3L‐1
Porta
ta L
s-1
portataN-NO3 fontN-NO3 tino
irrigazione pioggia
RACCOMANDAZIONI
I fontanili sono tra i pochi ecosistemi semi-naturali ancora presenti nellaPianura Padana e in grado di fornire molteplici servizi ecosistemici. Ciònonostante vengono attualmente gestiti come semplici canali da sfruttare ascopo irriguo o come recettori di reflui civili.
La riqualificazione dei fontanili può incrementare i processi naturali chefavoriscono la ritenzione dei nutrienti con il risultato di attenuare i carichi di N e Pe migliorare le loro condizioni ecologiche, supportando così la biodiversità e leloro funzioni ricreative.
Una gestione sostenibile della vegetazione presente in alveo (macrofite) e sullesponde (fasce riparie), il cui ruolo nel favorire l’assimilazione dei nutrienti è statoampiamente dimostrato, è facilmente realizzabile e poco costosa (e.g. evitare larimozione totale delle macrofite).
Si propone una gestione delle acque di irrigazione volta a diminuire i volumiutilizzati durante la stagione vegetativa (e.g. micro-irrigazione), ma chegarantisca la presenza costante di acqua nei fontanili anche nella stagioneinvernale attraverso una parziale apertura dei canali irrigui.
Aree di studio
F.Le Fontanin (NO)
F.Le Rile (MI)
Roggia Mischia (MI)
F.Le 4 Ponti (MI)
Cavo Marocco (MI)
F.Le Fontanone (CR)Lago di Candia (TO)
Canale Bedollo (RE)
Grazie a tutti!
Roggia Le Morle (Spino d’Adda - BG)Foto di Balestrini Raffaella